專利名稱：加熱爐控制系統(tǒng)的制作方法
加熱爐控制系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種加熱爐控制系統(tǒng)。背景技術(shù)：
在工業(yè)領(lǐng)域中，對(duì)一個(gè)產(chǎn)品的處理有時(shí)需要對(duì)多個(gè)工藝參數(shù)進(jìn)行控制，而且這些參數(shù)不是靜止的，而是隨著時(shí)間變化需要不斷變化的，因此需要執(zhí)行一系列隨時(shí)間變化而不斷變化的參數(shù)，同時(shí)還有一部分工作(如開(kāi)啟或關(guān)閉某一個(gè)閥門或電動(dòng)機(jī)，這樣的工作稱為“事件”)需要隨時(shí)間變化而需要完成，如果靠人來(lái)根據(jù)時(shí)間進(jìn)度不斷修正各參數(shù)及手動(dòng)完成規(guī)定的工作是一件很麻煩的事，易受人為因素的影響，而且不利于產(chǎn)品品質(zhì)的一致性，正是在這種背景下各式各樣的程序控制器被開(kāi)發(fā)出來(lái)。
對(duì)于加熱爐系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其需要對(duì)溫度和碳勢(shì)進(jìn)行控制，并且溫度和碳勢(shì)可能需要隨時(shí)間變化而不斷變化的。然而，目前的加熱爐系統(tǒng)中對(duì)溫度和碳勢(shì)的控制都是預(yù)先設(shè)定好的，是由用單片機(jī)專門開(kāi)發(fā)的程序控制器或由計(jì)算機(jī)配以專用軟件來(lái)進(jìn)行控制的，其無(wú)法對(duì)溫度和碳勢(shì)的控制進(jìn)行隨意改變，不方便在工業(yè)應(yīng)用中的使用。此外，由于程序控制器大都用單片機(jī)專門開(kāi)發(fā)而成或由計(jì)算機(jī)配以專用軟件來(lái)完成，開(kāi)發(fā)費(fèi)用較高，生產(chǎn)數(shù)量較少，從而導(dǎo)致價(jià)格非常昂貴，這在一定程度上影響了產(chǎn)品的推廣應(yīng)用。
因此，有必要開(kāi)發(fā)出一種可以改進(jìn)的加熱爐控制系統(tǒng)來(lái)克服上述問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題之一在于提供一種加熱爐控制系統(tǒng)，其可以以較低的成本實(shí)現(xiàn)溫度的可編程控制，方便使用。
為了解決上述問(wèn)題，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，本發(fā)明提供了一種加熱爐控制系統(tǒng)，其包括工控計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器、溫度控制器、溫度執(zhí)行器和加熱爐。所述加熱爐包括溫度傳感器，所述溫度傳感器探測(cè)所述加熱爐的爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度，所述溫度控制器將所述溫度傳感器得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度提供給所述可編程邏輯控制器，所述工控計(jì)算機(jī)允許為可編程邏輯控制器設(shè)定控制程序，在所述控制程序設(shè)定完成后，所述工控計(jì)算機(jī)將所述控制程序保存在所述可編程邏輯控制器中，所述可編程邏輯控制器執(zhí)行控制程序時(shí)，輸出設(shè)定溫度給所述溫度控制器，所述溫度控制器根據(jù)收到的設(shè)定溫度指示所述溫度控制執(zhí)行器對(duì)所述加熱爐中的爐內(nèi)溫度進(jìn)行溫度控制。
進(jìn)一步的，所述控制程序包括多個(gè)程序段，每個(gè)程序段包括多個(gè)可編程參數(shù)，所述可編程參數(shù)包括時(shí)間或斜率、設(shè)定溫度、結(jié)束、斜率溫控和/或到溫等待中的部分或全部，其中每個(gè)程序段中的設(shè)定溫度、時(shí)間/斜率可設(shè)置為不同的值，每個(gè)程序段中的結(jié)束、到溫等待、斜率溫控可被設(shè)置為有效或無(wú)效。
更進(jìn)一步的，所述可編程邏輯控制器包括有多個(gè)控制程序，所述可編程邏輯控制器運(yùn)行一個(gè)控制程序時(shí)包括:運(yùn)行該控制程序一個(gè)程序段；在當(dāng)前程序段的斜率溫控和到溫計(jì)時(shí)均有效時(shí)，輸出即時(shí)設(shè)定溫度 值，其中即時(shí)設(shè)定溫度值=上一程序段的設(shè)定溫度值土當(dāng)前程序段的斜率值*斜率執(zhí)行時(shí)間，在當(dāng)前程序段為第一程序段時(shí)所述上一程序段的設(shè)定溫度值為O，當(dāng)即時(shí)設(shè)定溫度值到達(dá)當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度值時(shí)，斜率完成，隨后判斷來(lái)自溫度控制器的實(shí)測(cè)溫度是否進(jìn)入當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度范圍，如果是，進(jìn)入下一個(gè)程序段，否則繼續(xù)重復(fù)本操作；在當(dāng)前程序段的斜率溫控有效和到溫計(jì)時(shí)無(wú)效時(shí)，輸出即時(shí)設(shè)定溫度值，其中即時(shí)設(shè)定溫度值=上一程序段的設(shè)定溫度值土當(dāng)前程序段的斜率值*斜率執(zhí)行時(shí)間，當(dāng)即時(shí)設(shè)定溫度值到達(dá)當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度值時(shí)，斜率完成，進(jìn)入下一個(gè)程序段；在當(dāng)前程序段的斜率溫控?zé)o效和到溫計(jì)時(shí)有效時(shí)，輸出當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度，判斷來(lái)自溫度控制器的實(shí)測(cè)溫度是否進(jìn)入當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度范圍，如果是，則開(kāi)始進(jìn)行計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)進(jìn)入下一個(gè)程序段，否則繼續(xù)重復(fù)本操作；在當(dāng)前程序段的斜率溫控和到溫計(jì)時(shí)均無(wú)效時(shí)，輸出當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度，開(kāi)始進(jìn)行計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)下一個(gè)程序段；其中在結(jié)束為有效時(shí)，表明當(dāng)前程序段為結(jié)束段，在結(jié)束當(dāng)前程序段后結(jié)束該控制程序，在斜率溫控?zé)o效時(shí)，設(shè)定的時(shí)間/斜率表示設(shè)定時(shí)間，在斜率溫控有效時(shí)，設(shè)定的時(shí)間/斜率表示設(shè)定斜率。再進(jìn)一步的，所述工控計(jì)算機(jī)顯示所述可編程邏輯控制器的運(yùn)行的控制程序的運(yùn)行控制程序號(hào)、運(yùn)行控制程序的程序段號(hào)、當(dāng)前程序段運(yùn)行進(jìn)度時(shí)間、當(dāng)前程序段運(yùn)行剩余時(shí)間、當(dāng)前段運(yùn)行實(shí)際時(shí)間和當(dāng)前程序運(yùn)行總時(shí)間。更進(jìn)一步的，所述加熱爐控制系統(tǒng)還包括碳勢(shì)控制器、碳勢(shì)執(zhí)行器和事件執(zhí)行器，所述加熱爐還包括碳勢(shì)傳感器，所述碳勢(shì)傳感器探測(cè)所述加熱爐的爐內(nèi)實(shí)測(cè)碳勢(shì)，所述碳勢(shì)控制器將所述碳勢(shì)傳感器得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)碳勢(shì)提供給所述可編程邏輯控制器，每個(gè)程序段的可編程參數(shù)還包括設(shè)定碳勢(shì)和各種事件，其中每個(gè)程序段中的設(shè)定碳勢(shì)可設(shè)定為不同的值，每個(gè)程序段中的各種事件可被設(shè)置為有效或無(wú)效，所述可編程邏輯控制器在執(zhí)行所述控制程序時(shí)還會(huì)根據(jù)各程序段輸出設(shè)定碳勢(shì)和有效事件信號(hào)，所述事件執(zhí)行器根據(jù)所述可編程邏輯控制器輸出的有效事件信號(hào)在所述加熱爐內(nèi)執(zhí)行相應(yīng)事件，所述碳勢(shì)控制器根據(jù)所述可編程邏輯控制器輸出的設(shè)定碳勢(shì)指示所述碳勢(shì)控制執(zhí)行器對(duì)所述加熱爐中的爐內(nèi)碳勢(shì)進(jìn)行碳勢(shì)控制。 更進(jìn)一步的，所述可編程邏輯控制器還會(huì)將從所述溫度控制器得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度和從所述碳勢(shì)控制器得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)碳勢(shì)提供給所述工控計(jì)算機(jī)，所述工控計(jì)算機(jī)對(duì)所述爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度和實(shí)測(cè)碳勢(shì)進(jìn)行記錄。進(jìn)一步的，所述工控計(jì)算機(jī)控制所述可編程邏輯控制器的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括運(yùn)行、復(fù)位、暫停、結(jié)束和快進(jìn)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，在本發(fā)明中用戶可以在所述工控計(jì)算機(jī)上為所述可編程邏輯控制器進(jìn)行各種控制工藝的編程，之后所述可編程邏輯控制器根據(jù)已編程的控制工藝對(duì)溫度、碳勢(shì)和/或各種事件進(jìn)行控制，方便用戶自主定制控制工藝。此外，由于不需要采用單片機(jī)專門開(kāi)發(fā)或由計(jì)算機(jī)配以專用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而采用低成本的可編程邏輯控制器來(lái)進(jìn)行工藝編程，可以大大降低系統(tǒng)的成本。關(guān)于本發(fā)明的其他目的，特征以及優(yōu)點(diǎn)，下面將結(jié)合附圖在具體實(shí)施方式
中詳細(xì)描述。


結(jié)合參考附圖及接下來(lái)的詳細(xì)描述，本發(fā)明將更容易理解，其中同樣的附圖標(biāo)記對(duì)應(yīng)同樣的結(jié)構(gòu)部件，其中:
圖1為本發(fā)明中的加熱爐控制系統(tǒng)在一個(gè)實(shí)施例中的示意圖；和
圖2為本發(fā)明中的可編程邏輯控制器運(yùn)行一個(gè)控制程序的溫度控制示例。
具體實(shí)施方式
為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
此處所稱的“一個(gè)實(shí)施例”或“實(shí)施例”是指與所述實(shí)施例相關(guān)的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性至少可包含于本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式中。在本說(shuō)明書中不同地方出現(xiàn)的“在一個(gè)實(shí)施例中”并非必須都指同一個(gè)實(shí)施例，也不必須是與其他實(shí)施例互相排斥的單獨(dú)或選擇實(shí)施例。此外，表示一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例的方法、流程圖或功能框圖中的模塊順序并非固定的指代任何特定順序，也不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。本文中的“多個(gè)”表示兩個(gè)或兩個(gè)以上
本發(fā)明提出一種可編程的加熱爐控制系統(tǒng)，允許用戶自主設(shè)定控制工藝，并根據(jù)設(shè)定的控制工藝進(jìn)行溫度、碳勢(shì)和/或事件進(jìn)行控制。
請(qǐng)參考圖1所示，其為本發(fā)明中的加熱爐控制系統(tǒng)100在一個(gè)實(shí)施例中的示意圖，所述加熱爐控制系統(tǒng)100包括工控計(jì)算機(jī)110、可編程邏輯控制器(Programmable LogicController) 120、溫度控制器130、碳勢(shì)控制器140、溫度執(zhí)行器150、碳勢(shì)執(zhí)行器160、事件執(zhí)行器170和加熱爐180。
所述加熱爐180可以對(duì)放置于其內(nèi)的各種產(chǎn)品進(jìn)行各種處理，其包括溫度傳感器181和碳勢(shì)傳感器182。所述溫度傳感器181可以探測(cè)所述加熱爐180的爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度，所述碳勢(shì)傳感器182可以探測(cè)所述加熱爐180的爐內(nèi)實(shí)測(cè)碳勢(shì)。
所述溫度控制器130可以將所述溫度傳感器181得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度提供給所述可編程邏輯控制器120，也可以根據(jù)所述可編程邏輯控制器120輸出的設(shè)定溫度指示所述溫度控制執(zhí)行器150對(duì)所述加熱爐180中的爐內(nèi)溫度進(jìn)行溫度控制。
所述碳勢(shì)控制器140可以將所述碳勢(shì)傳感器182得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)碳勢(shì)提供給所述可編程邏輯控制器120，并根據(jù)所述可編程邏輯控制器120輸出的設(shè)定碳勢(shì)指示所述碳勢(shì)控制執(zhí)行器160對(duì)所述加熱爐180中的爐內(nèi)碳勢(shì)進(jìn)行碳勢(shì)控制。
所述事件執(zhí)行器170根據(jù)所述可編程邏輯控制器120輸出的有效事件信號(hào)在所述加熱爐180內(nèi)執(zhí)行相應(yīng)事件，比如開(kāi)啟攪拌機(jī)，打開(kāi)某一閥門等。
所述工控計(jì)算機(jī)110可以與所述可編程邏輯控制器120進(jìn)行通訊，并作為可編程邏輯控制器120的人機(jī)界面。所述工控計(jì)算機(jī)110可以允許用戶在其上為可編程邏輯控制器120設(shè)定控制工藝(也可以稱為控制程序)。所述工控計(jì)算機(jī)110可以為個(gè)人計(jì)算機(jī)、觸摸屏計(jì)算設(shè)備或其他任何計(jì)算設(shè)備。
用戶可以設(shè)定多個(gè)控制工藝，每個(gè)控制工藝包括有多個(gè)程序段，在編程每個(gè)工藝的每個(gè)程序段時(shí)，可以設(shè)置時(shí)間或斜率、設(shè)定溫度、設(shè)定碳勢(shì)、各種事件(TS1、TS2等，比如開(kāi)啟各種閥門，攪拌機(jī)的開(kāi)啟等)、結(jié)束、斜率溫控、到溫等待(GS)中的部分和全部可編程參數(shù)。其中，每個(gè)程序段中的設(shè)定溫度、設(shè)定碳勢(shì)、時(shí)間/斜率等可編程參數(shù)可以設(shè)定為不同的值，每個(gè)程序段中的結(jié)束、到溫等待、斜率溫控、事件等可編程參數(shù)僅可被設(shè)置為有效或無(wú)效。對(duì)于一些控制工藝可以只設(shè)置設(shè)定溫度、時(shí)間/斜率、結(jié)束、到溫等待、斜率溫控等可編程參數(shù)。在斜率溫控?zé)o效時(shí)，設(shè)定的時(shí)間/斜率表示設(shè)定時(shí)間，在斜率溫控有效時(shí)，設(shè)定的時(shí)間/斜率表示設(shè)定的斜率，即溫度按照預(yù)定的斜率升高或降低，比如斜率的單位可以為。C /0.1MIN,比如斜率值設(shè)為0.1，則表示0.1分鐘上升或下降0.1度。在斜率溫控?zé)o效且到溫等待無(wú)效時(shí)，當(dāng)前程序段可以直接輸出設(shè)定溫度，并開(kāi)始進(jìn)行計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)進(jìn)入下一個(gè)程序段。在斜率溫控有效且到溫等待無(wú)效時(shí)，當(dāng)前程序段可以輸出即時(shí)設(shè)定溫度值，其中即時(shí)設(shè)定溫度值=上一程序段的設(shè)定溫度值土當(dāng)前程序段的斜率值*斜率執(zhí)行時(shí)間，在當(dāng)前程序段為第一程序段時(shí)上一程序段的設(shè)定溫度值為0，升溫時(shí)為加，降溫時(shí)為減，當(dāng)即時(shí)設(shè)定溫度值到達(dá)本段設(shè)定溫度值時(shí)，斜率完成，進(jìn)入下一程序段。在一個(gè)實(shí)施例中，斜率的單位可以為。C /0.lmin，斜率值設(shè)為0.1，實(shí)際執(zhí)行時(shí)可以每I分鐘更新一次即時(shí)溫度設(shè)定值，即每分鐘增加或減少I 度。在斜率溫控有效且到溫等待有效時(shí)，當(dāng)前程序段可以輸出即時(shí)設(shè)定溫度值，其中即時(shí)設(shè)定溫度值=上一程序段的設(shè)定溫度值土當(dāng)前程序段的斜率值*斜率執(zhí)行時(shí)間，當(dāng)即時(shí)設(shè)定溫度值到達(dá)當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度值時(shí)，斜率完成，此時(shí)判斷來(lái)自溫度控制器130的實(shí)測(cè)溫度是否進(jìn)入當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度范圍，如果是，則進(jìn)入下一程序段，否則繼續(xù)等待，在斜率完成后，該程序段一直輸出當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度值。在斜率溫控?zé)o效且到溫等待有效時(shí)，當(dāng)前程序段可以直接輸出設(shè)定溫度，之后判斷來(lái)自溫度控制器130的實(shí)測(cè)溫度是否進(jìn)入當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度范圍，如果是，則開(kāi)始進(jìn)行計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)進(jìn)入下一個(gè)程序段，否則繼續(xù)等待。在結(jié)束為有效時(shí)，表明當(dāng)前程序段為結(jié)束段，在結(jié)束該程序段后結(jié)束該控制工藝。在一些控制工藝中，還可以為各個(gè)程序段設(shè)置設(shè)定碳勢(shì)，在運(yùn)行各個(gè)程序段時(shí)，則輸出對(duì)應(yīng)的設(shè)定碳勢(shì)。此外，在一些控制工藝中，還可以為各個(gè)程序段設(shè)定各種事件，比如事件一 TSl有效，則表示在該程序段需要開(kāi)啟攪拌機(jī)等。下面是一個(gè)控制工藝的設(shè)定示例:
程序段號(hào)~I~~2 ~3 ~4 ~5 ~6 ~7 ~8 ~9 ~10
設(shè)定溫度(度) 300 300 600 600 900 900設(shè)定碳勢(shì)(C% ) 070 0.8 078 Γδ ITo ITo~B寸間 / 斜率 07Τ 60.0 0.1 607ο α 600
結(jié)束■
到溫等待
斜率溫控
TSl
■表示此程序段對(duì)應(yīng)的該可編程參數(shù)設(shè)置為有效。
在所述控制工藝設(shè)定完成后，可以通過(guò)所述工控計(jì)算機(jī)110將所述控制工藝保存在所述可編程邏輯控制器120中，所述可編程邏輯控制器120中可以存儲(chǔ)多個(gè)控制工藝或程序。
所述工控計(jì)算機(jī)110還可以控制所述可編程邏輯控制器120的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括運(yùn)行(RUN)、復(fù)位(RST)、暫停010))、跳進(jìn)(STEP)、快進(jìn)(FAST)、結(jié)束(END)。
用戶可以選擇所述可編程邏輯控制器120中的一個(gè)控制程序運(yùn)行。圖2為本發(fā)明中的可編程邏輯控制器120運(yùn)行一個(gè)控制程序的溫度控制流程示例。請(qǐng)參閱圖2所示，所述溫度控制流程包括如下步驟。
步驟210，運(yùn)行一個(gè)控制程序的第一個(gè)程序段。
步驟220，判斷運(yùn)行的當(dāng)前程序段的斜率溫控和到溫計(jì)時(shí)的組合邏輯，在斜率溫控和到溫計(jì)時(shí)均有效時(shí)進(jìn)入步驟230，在斜率溫控有效和到溫計(jì)時(shí)無(wú)效時(shí)進(jìn)入步驟240，在斜率溫控?zé)o效和到溫計(jì)時(shí)有效時(shí)進(jìn)入步驟250，在斜率溫控和到溫計(jì)時(shí)均無(wú)效進(jìn)入步驟260。
步驟230，輸出即 時(shí)設(shè)定溫度值，其中即時(shí)設(shè)定溫度值=上一程序段的設(shè)定溫度值土當(dāng)前程序段的斜率值*斜率執(zhí)行時(shí)間，在當(dāng)前程序段為第一程序段時(shí)上一程序段的設(shè)定溫度值為0，升溫時(shí)為加，降溫時(shí)為減，當(dāng)即時(shí)設(shè)定溫度值到達(dá)當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度值時(shí)，斜率完成，此時(shí)判斷來(lái)自溫度控制器130的實(shí)測(cè)溫度是否進(jìn)入當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度范圍，比如設(shè)定溫度的±5度內(nèi)，如果是，則進(jìn)入步驟270，否則重復(fù)本步驟。舉例來(lái)說(shuō)，斜率的單位可以為。C /0.lmin，那么如果設(shè)置的斜率值為0.1，如果每分鐘更新一次即時(shí)設(shè)定溫度值，那么就是每分鐘一度，如果執(zhí)行了 5分鐘，那么則增加或減少5度。
步驟240，輸出即時(shí)設(shè)定溫度值，其中即時(shí)設(shè)定溫度值=前程序段的設(shè)定溫度值土當(dāng)前程序段的斜率值*斜率執(zhí)行時(shí)間，升溫時(shí)為加，降溫時(shí)為減，當(dāng)即時(shí)設(shè)定溫度值到達(dá)當(dāng)前程序段設(shè)定溫度值時(shí)，斜率完成，隨后進(jìn)入步驟270。
步驟250，輸出當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度，判斷來(lái)自溫度控制器130的實(shí)測(cè)溫度是否進(jìn)入當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度范圍，如果是，則開(kāi)始進(jìn)行計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)進(jìn)入步驟270，否則重復(fù)本步驟。
步驟260，輸出當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度，開(kāi)始進(jìn)行計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)進(jìn)入步驟270。
步驟270，判斷當(dāng)前程序段是否為結(jié)束程序段，如果是，則在步驟290結(jié)束本控制程序，否則，在步驟280運(yùn)行下一個(gè)程序段后返回步驟220。
如果該控制程序中包括有設(shè)定碳勢(shì)和各種事件，則在輸出設(shè)定溫度或即時(shí)設(shè)定溫度的同時(shí)，也輸出設(shè)定碳勢(shì)和各種有效事件信號(hào)。
所述工控計(jì)算機(jī)110還可以顯示所述可編程邏輯控制器120的運(yùn)行的控制程序的各種參數(shù)，比如運(yùn)行控制程序號(hào)、運(yùn)行控制程序的程序段號(hào)、當(dāng)前程序段運(yùn)行進(jìn)度時(shí)間、當(dāng)前程序段運(yùn)行剩余時(shí)間、當(dāng)前段運(yùn)行實(shí)際時(shí)間、當(dāng)前程序運(yùn)行總時(shí)間等。
用戶可以在通過(guò)所述工控計(jì)算機(jī)110的人機(jī)界面控制所述可編程邏輯控制器120的工作狀態(tài)。下面介紹一下各個(gè)工作狀態(tài)的作用。
復(fù)位(RST):系統(tǒng)保持某一工藝的起點(diǎn)并處于待機(jī)狀態(tài)，此狀態(tài)下輸出的設(shè)定溫度、設(shè)定碳勢(shì)值及事件信號(hào)設(shè)定均有效。RST操作時(shí)會(huì)解除RUN、HLD等狀態(tài)。
運(yùn)行(RUN):使程序運(yùn)行起來(lái)，此狀態(tài)下輸出的設(shè)定溫度、設(shè)定碳勢(shì)值及事件信號(hào)均有效，程序順序執(zhí)行設(shè)定操作。
暫停(HLD):使程序運(yùn)行停止，此狀態(tài)下輸出的設(shè)定溫度、設(shè)定碳勢(shì)值及事件信號(hào)均有效，程序停止在原操作處。再次RUN則解除HLD。
跳進(jìn)(STEP):使程序強(qiáng)制進(jìn)入下一程序段，如果下一段為結(jié)束段則不進(jìn)行。STEP操作與RUN/HLD/RST/FAST無(wú)關(guān)，每按一次進(jìn)一個(gè)程序段。
快進(jìn)(FAST):使程序快速運(yùn)行起來(lái)，此狀態(tài)下輸出的設(shè)定溫度、設(shè)定碳勢(shì)值及事件信號(hào)均有效，程序快速順序執(zhí)行設(shè)定操作。每按一次，反轉(zhuǎn)一次，ON時(shí)按原速度的60倍執(zhí)行，OFF時(shí)返回原狀態(tài)RST/RUN/HLD。
結(jié)束(END):直接執(zhí)行到結(jié)束程序段并執(zhí)行完所有動(dòng)作，進(jìn)入暫停保持狀態(tài)，此狀態(tài)下輸出的設(shè)定溫度、設(shè)定碳勢(shì)值及事件信號(hào)均有效。RUN、HLD、STEP及FAST操作無(wú)效，僅RST操作有效。
在運(yùn)行控制程序時(shí)，所述可編程邏輯控制器120還會(huì)將從所述溫度控制器130得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度和從所述碳勢(shì)控制器140得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)碳勢(shì)提供給所述工控計(jì)算機(jī)110，所述工控計(jì)算機(jī)110對(duì)所述爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度和實(shí)測(cè)碳勢(shì)進(jìn)行記錄以備以后查詢。
在本發(fā)明中，用戶可以在所述工控計(jì)算機(jī)110上為所述可編程邏輯控制器120進(jìn)行各種控制工藝的編程，之后所述可編程邏輯控制器根據(jù)已編程的控制工藝對(duì)溫度、碳勢(shì)和/或各種事件進(jìn)行控制，方便用戶自主定制控制工藝。此外，由于不需要采用單片機(jī)專門開(kāi)發(fā)或由計(jì)算機(jī)配以專用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而采用低成本的可編程邏輯控制器來(lái)進(jìn)行工藝編程，可以大大降低系統(tǒng)的成本。另外，本發(fā)明中的編程方式簡(jiǎn)單，溫度控制靈活。
上文對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了足夠詳細(xì)的具有一定特殊性的描述。所屬領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，實(shí)施例中的描述僅僅是示例性的，在不偏離本發(fā)明的真實(shí)精神和范圍的前提下做出所有改變都應(yīng)該屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。本發(fā)明所要求保護(hù)的范圍是由所述的權(quán)利要求書進(jìn)行限定的，而不是由實(shí)施例中的上述描述來(lái)限定的。
權(quán)利要求
1.一種加熱爐控制系統(tǒng)，其特征在于，其包括工控計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器、溫度控制器、溫度執(zhí)行器和加熱爐， 所述加熱爐包括溫度傳感器，所述溫度傳感器探測(cè)所述加熱爐的爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度，所述溫度控制器將所述溫度傳感器得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度提供給所述可編程邏輯控制器，所述工控計(jì)算機(jī)允許為可編程邏輯控制器設(shè)定控制程序，在所述控制程序設(shè)定完成后，所述工控計(jì)算機(jī)將所述控制程序保存在所述可編程邏輯控制器中，所述可編程邏輯控制器執(zhí)行控制程序時(shí)，輸出設(shè)定溫度給所述溫度控制器，所述溫度控制器根據(jù)收到的設(shè)定溫度指示所述溫度控制執(zhí)行器對(duì)所述加熱爐中的爐內(nèi)溫度進(jìn)行溫度控制。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制程序包括多個(gè)程序段，每個(gè)程序段包括多個(gè)可編程參數(shù)，所述可編程參數(shù)包括時(shí)間或斜率、設(shè)定溫度、結(jié)束、斜率溫控和/或到溫等待中的部分或全部，其中每個(gè)程序段中的設(shè)定溫度、時(shí)間/斜率可設(shè)置為不同的值，每個(gè)程序段中的結(jié)束、到溫等待、斜率溫控可被設(shè)置為有效或無(wú)效。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯控制器運(yùn)行一個(gè)控制程序時(shí)包括: 運(yùn)行該控制程序一個(gè)程序段， 在當(dāng)前程序段的斜率溫控和到溫計(jì)時(shí)均有效時(shí)，輸出即時(shí)設(shè)定溫度值，其中即時(shí)設(shè)定溫度值=上一程序段的設(shè)定溫度值土當(dāng)前程序段的斜率值*斜率執(zhí)行時(shí)間，在當(dāng)前程序段為第一程序段時(shí)所述上一程序段的設(shè)定溫度值為O，當(dāng)即時(shí)設(shè)定溫度值到達(dá)當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度值時(shí)，斜率完成，隨后判斷來(lái)自溫度控制器的實(shí)測(cè)溫度是否進(jìn)入當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度范圍，如果是，進(jìn)入下一個(gè)程序段，否則繼續(xù)重復(fù)本操作； 在當(dāng)前程序段的斜率溫控有效和到溫計(jì)時(shí)無(wú)效時(shí)，輸出即時(shí)設(shè)定溫度值，其中即時(shí)設(shè)定溫度值=上一程序段的設(shè)定溫度值土當(dāng)前程序段的斜率值*斜率執(zhí)行時(shí)間，當(dāng)即時(shí)設(shè)定溫度值到達(dá)當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度值時(shí)，斜率完成，進(jìn)入下一個(gè)程序段； 在當(dāng)前程序段的斜率溫控?zé)o效和到溫計(jì)時(shí)有效時(shí)，輸出當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度，判斷來(lái)自溫度控制器的實(shí)測(cè)溫度是否進(jìn)入當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度范圍，如果是，則開(kāi)始進(jìn)行計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)進(jìn)入下一個(gè)程序段，否則繼續(xù)重復(fù)本操作； 在當(dāng)前程序段的斜率溫控和到溫計(jì)時(shí)均無(wú)效時(shí)，輸出當(dāng)前程序段的設(shè)定溫度，開(kāi)始進(jìn)行計(jì)時(shí)，在計(jì)時(shí)達(dá)到設(shè)定時(shí)間時(shí)下一個(gè)程序段； 其中在結(jié)束為有效時(shí)，表明當(dāng)前程序段為結(jié)束段，在結(jié)束當(dāng)前程序段后結(jié)束該控制程序，在斜率溫控?zé)o效時(shí)，設(shè)定的時(shí)間/斜率表示設(shè)定時(shí)間，在斜率溫控有效時(shí)，設(shè)定的時(shí)間/斜率表示設(shè)定斜率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的加熱爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工控計(jì)算機(jī)顯示所述可編程邏輯控制器的運(yùn)行的控制程序的運(yùn)行控制程序號(hào)、運(yùn)行控制程序的程序段號(hào)、當(dāng)前程序段運(yùn)行進(jìn)度時(shí)間、當(dāng)前程序段運(yùn)行剩余時(shí)間、當(dāng)前段運(yùn)行實(shí)際時(shí)間和當(dāng)前程序運(yùn)行總時(shí)間。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的加熱爐控制系統(tǒng)，其特征在于，其還包括碳勢(shì)控制器、碳勢(shì)執(zhí)行器和事件執(zhí)行器，所述加熱爐還包括碳勢(shì)傳感器，所述碳勢(shì)傳感器探測(cè)所述加熱爐的爐內(nèi)實(shí)測(cè)碳勢(shì)， 所述碳勢(shì)控制器將所述碳勢(shì)傳感器得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)碳勢(shì)提供給所述可編程邏輯控制器，每個(gè)程序段的可編程參數(shù)還包括設(shè)定碳勢(shì)和各種事件，其中每個(gè)程序段中的設(shè)定碳勢(shì)可設(shè)定為不同的值，每個(gè)程序段中的各種事件可被設(shè)置為有效或無(wú)效， 所述可編程邏輯控制器在執(zhí)行所述控制程序時(shí)還會(huì)根據(jù)各程序段輸出設(shè)定碳勢(shì)和有效事件信號(hào)，所述事件執(zhí)行器根據(jù)所述可編程邏輯控制器輸出的有效事件信號(hào)在所述加熱爐內(nèi)執(zhí)行相應(yīng)事件，所述碳勢(shì)控制器根據(jù)所述可編程邏輯控制器輸出的設(shè)定碳勢(shì)指示所述碳勢(shì)控制執(zhí)行器對(duì)所述加熱爐中的爐內(nèi)碳勢(shì)進(jìn)行碳勢(shì)控制。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的加熱爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述可編程邏輯控制器還會(huì)將從所述溫度控制器得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度和從所述碳勢(shì)控制器得到的爐內(nèi)實(shí)測(cè)碳勢(shì)提供給所述工控計(jì)算機(jī)，所述工控計(jì)算機(jī)對(duì)所述爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度和實(shí)測(cè)碳勢(shì)進(jìn)行記錄。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的加熱爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述工控計(jì)算機(jī)控制所述可編程邏輯控制器 的工作狀態(tài)，所述工作狀態(tài)包括運(yùn)行、復(fù)位、暫停、結(jié)束和快進(jìn)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種加熱爐控制系統(tǒng)，其包括工控計(jì)算機(jī)、可編程邏輯控制器、溫度控制器、溫度執(zhí)行器和加熱爐。所述加熱爐包括探測(cè)所述加熱爐的爐內(nèi)實(shí)測(cè)溫度的溫度傳感器。所述工控計(jì)算機(jī)允許為可編程邏輯控制器設(shè)定控制程序，在所述控制程序設(shè)定完成后，所述工控計(jì)算機(jī)將所述控制工藝保存在所述可編程邏輯控制器中。所述可編程邏輯控制器執(zhí)行所述控制程序時(shí)，輸出設(shè)定溫度給所述溫度控制器，所述溫度控制器根據(jù)收到的設(shè)定溫度指示所述溫度控制執(zhí)行器對(duì)所述加熱爐中的爐內(nèi)溫度進(jìn)行溫度控制。由于不需要采用單片機(jī)專門開(kāi)發(fā)或由計(jì)算機(jī)配以專用軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)，而采用低成本的可編程邏輯控制器來(lái)進(jìn)行工藝編程，從而可以大大降低系統(tǒng)的成本。
文檔編號(hào)G05D23/30GK103186151SQ20111045905
公開(kāi)日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2011年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月31日
發(fā)明者張志鵬, 李健鋒, 陳雪峰 申請(qǐng)人:江蘇豐東熱技術(shù)股份有限公司